侯永明 趙 斌 戰(zhàn) 儉 中國(guó)海關(guān)管理干部學(xué)院（河北，秦皇島，066000）

1 前言

口岸核安保是國(guó)家核安保體系的組成部分之一，也是海關(guān)維護(hù)總體國(guó)家安全觀，保障國(guó)門(mén)安全的一項(xiàng)重要工作。 目前為止，口岸輻射探測(cè)實(shí)際工作中大部分的輻射報(bào)警是由NORM 觸發(fā)引起，如伴生放射性礦、 建筑裝飾材料以及含K-40 的動(dòng)植物原材料及產(chǎn)品。 近些年海關(guān)也查獲過(guò)多起涉及NORM 的偽報(bào)、 瞞報(bào)和非法夾帶典型案例。 利用NORM 物質(zhì)“掩護(hù)”，非法夾帶放射源甚至是核材料的風(fēng)險(xiǎn)不斷增加。

從IAEA 公布的核材料非法販賣(mài)案例情況來(lái)看，犯罪分子對(duì)核材料都進(jìn)行了一定程度的包裝和屏蔽［1］。 從探測(cè)角度考慮，這些核材料被屏蔽后，放射性強(qiáng)度大大降低，表現(xiàn)為“弱源”的特征，這給探測(cè)工作帶來(lái)了很大的困難。 特別是當(dāng)把這些弱源放置于大宗的NORM 貨物中，就變得更加隱蔽且難以探測(cè)。 為了實(shí)際驗(yàn)證口岸通道式設(shè)備對(duì)此類(lèi)情況的探測(cè)能力，本文通過(guò)分組試驗(yàn)的方法，研究NORM中夾帶弱源的報(bào)警曲線特征，探索應(yīng)對(duì)非法夾帶風(fēng)險(xiǎn)的監(jiān)管措施。

2 試驗(yàn)方法

以天然放射性物質(zhì)鉀肥作為“掩護(hù)”材料，使用V 類(lèi)工業(yè)源模擬可能被屏蔽的高放射性核材料或放射源，在均勻裝載鉀肥的車(chē)輛不同部位夾帶V 類(lèi)工業(yè)用放射源，分析輻射報(bào)警圖像特征。

3 試驗(yàn)設(shè)備及材料

3.1 探測(cè)設(shè)備

探測(cè)器使用口岸普遍配備的通道式輻射探測(cè)器，如圖1 所示。 探測(cè)器同時(shí)具備中子和伽馬射線探測(cè)功能，中子探測(cè)單元使用密封He-3 氣體，伽馬射線探測(cè)單元為塑料閃爍體探測(cè)器， 在探測(cè)器上下和左右部分各有一組探測(cè)器，共4 組探測(cè)模塊。

圖1 通道式輻射探測(cè)器

3.2 源及放射性物質(zhì)

試驗(yàn)中使用的NORM 材料為鉀肥， 共2500kg，有效成分為氧化鉀，含天然放射性核素K-40，如圖2所示。 試驗(yàn)中鉀肥在靠近集裝箱中間部分均勻裝載。

圖2 試驗(yàn)用鉀肥（2500kg）

試驗(yàn)中用到的工業(yè)用源有Co-60、Cs-137、Cf-252 和Am-241，Am-241 同樣為煙霧探測(cè)器拆解件，共100 枚。 源活度見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)用弱源活度及當(dāng)量劑量率

3.3 試驗(yàn)分組

通過(guò)不同試驗(yàn)材料和裝載部位情況的組合，將試驗(yàn)共分成了8 組，分組情況見(jiàn)表2。 化肥在集裝箱內(nèi)部都是均勻裝載，調(diào)整夾帶弱源的位置，得到不同的探測(cè)數(shù)據(jù)。 第1 組研究只有天然放射性物質(zhì)化肥時(shí)，車(chē)輛的輻射水平。第2、3、4、5 組研究只有弱源存在時(shí)的輻射曲線的特征。 第6、7、8 組研究在均勻裝載的天然放射性物質(zhì)不同部位分別夾帶弱源場(chǎng)景。

表2 試驗(yàn)分組

4 試驗(yàn)結(jié)果

4.1 計(jì)數(shù)率

表3 和圖3 列出了車(chē)輛通過(guò)探測(cè)器時(shí)，各組物質(zhì)的伽馬計(jì)數(shù)率和中子計(jì)數(shù)率峰值。 比較各組試驗(yàn)數(shù)據(jù)， 均勻裝載化肥的第1 組伽馬計(jì)數(shù)率數(shù)值最大，高于只裝載弱源的第2、3 組，并且對(duì)于同樣的弱源，放在集裝箱尾部時(shí)伽馬射線計(jì)數(shù)率大于在集裝箱中心區(qū)域時(shí)，但二者差別較小。 而第4、5 組由于所用源的活度較低，伽馬計(jì)數(shù)率數(shù)值要小于相應(yīng)的報(bào)警閾值，伽馬計(jì)數(shù)率未報(bào)警。 第5 組中子計(jì)數(shù)率超過(guò)報(bào)警閾值，但僅超過(guò)1CPS。 比較第6、7、8 組與前5 組試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)鉀肥中夾帶有弱源時(shí)，伽馬計(jì)數(shù)率數(shù)值均大于沒(méi)有夾藏時(shí)的數(shù)值。 但夾帶位置對(duì)計(jì)數(shù)率數(shù)值沒(méi)有明顯影響。 當(dāng)鉀肥和中子源Cf-252 同時(shí)存在時(shí)，貨物同時(shí)觸發(fā)了伽馬報(bào)警和中子報(bào)警。

表3 試驗(yàn)各組伽馬射線計(jì)數(shù)率和中子計(jì)數(shù)率峰值

4.2 輻射探測(cè)曲線分析

4.2.1 曲線形狀分析 圖4 為各組試驗(yàn)物質(zhì)通過(guò)探測(cè)器的輻射曲線圖。 圖中紅色實(shí)線為伽馬計(jì)數(shù)率曲線，紅色虛線為伽馬射線報(bào)警閾值；藍(lán)色實(shí)線為中子計(jì)數(shù)率曲線，藍(lán)色虛線為中子報(bào)警閾值。

從伽馬輻射探測(cè)曲線形狀來(lái)看，比較第1 組與第6、7、8 組， 可以看出， 當(dāng)在鉀肥中夾帶弱源Cs-137、Co-60 或者Cf-252 時(shí)， 曲線形狀十分接近，都有一個(gè)相對(duì)平滑的輻射峰出現(xiàn)，表現(xiàn)出典型的均勻裝載貨物輻射特征，而沒(méi)有出現(xiàn)較尖銳的點(diǎn)源峰，僅從曲線形狀上無(wú)法判斷是否有放射性物質(zhì)夾藏。 從圖4（b）和圖4（c）曲線形狀可以看出，對(duì)于單純的點(diǎn)源，由于活度較小，伽馬輻射探測(cè)曲線也并沒(méi)有出現(xiàn)典型的尖銳峰，無(wú)明顯點(diǎn)源特征。

4.2.2 曲線報(bào)警區(qū)域分析 為了分析集裝箱報(bào)警區(qū)域的大小，引入“有效報(bào)警區(qū)域”的概念，其意義為集裝箱可疑高輻射水平區(qū)域占整只集裝箱的比例，數(shù)值上等于輻射曲線圖中報(bào)警曲線超出閾值部分的長(zhǎng)度除以探測(cè)曲線的總長(zhǎng)度，計(jì)算公式如下：

有效報(bào)警區(qū)域= 超出報(bào)警閾值區(qū)域曲線長(zhǎng)度/探測(cè)曲線總長(zhǎng)度×100%

圖5 為各組試驗(yàn)物質(zhì)伽馬射線有效報(bào)警區(qū)域，由于鉀肥的輻射強(qiáng)度較高，且在箱內(nèi)大范圍均勻裝載，所以第1 組有效區(qū)域?yàn)?6%，明顯高于第2、3、4、5 組只有弱源時(shí)的有效報(bào)警區(qū)域。與第1 組相比，在鉀肥中夾帶放射源的第6 組和第7 組有效報(bào)警區(qū)域數(shù)值都有所增加，分別為80%和86%，集裝箱報(bào)警區(qū)域增加。 而夾帶中子放射源Cf-252 時(shí)，第8 組有效報(bào)警區(qū)域數(shù)值與未夾帶時(shí)的第1 組基本相同。

4.2.3 夾帶位置對(duì)曲線峰位置的影響 對(duì)于集裝箱內(nèi)均勻裝載天然放射性物質(zhì)的情況，伽馬射線曲線峰位于車(chē)體中間位置。 在鉀肥中夾帶弱源時(shí)，本應(yīng)出現(xiàn)在對(duì)應(yīng)位置的弱源峰被鉀肥報(bào)警峰淹沒(méi)，其他位置未能顯現(xiàn)出報(bào)警峰。

5 結(jié)論

對(duì)于大宗的NORM 貨物，放射性強(qiáng)度可能會(huì)很高，甚至要高于弱源，并且口岸常見(jiàn)NORM 種類(lèi)眾多，這為不法分子企圖依靠NORM 物質(zhì)夾帶販運(yùn)核及其他放射性材料提供了可乘之機(jī)。

本試驗(yàn)表明，就通道式探測(cè)設(shè)備來(lái)說(shuō)，從設(shè)備輻射曲線圖中無(wú)法直觀反映出貨物中是否有放射性物質(zhì)夾藏，這也是目前海關(guān)監(jiān)管面臨的最大難點(diǎn)。

為應(yīng)對(duì)NORM 夾帶風(fēng)險(xiǎn)，海關(guān)可從新設(shè)備部署和口岸基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累兩方面著手，提升口岸探測(cè)和攔截能力。

5.1 部署安裝新型通道式設(shè)備

2016 年以后，海關(guān)在口岸監(jiān)管一線配備的通道式設(shè)備以具備核素識(shí)別功能的設(shè)備為主。 新設(shè)備最大的特點(diǎn)是采用NaI 晶體探測(cè)器，在車(chē)輛/行人通過(guò)設(shè)備的幾秒鐘時(shí)間內(nèi)，快速分析核素種類(lèi)。這為分析NORM中是否夾帶其他放射性物質(zhì)提供了直接的參考和判斷依據(jù)，可以有效識(shí)別NORM 中非法夾帶風(fēng)險(xiǎn)。

5.2 口岸輻射基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)與維護(hù)

從較長(zhǎng)的時(shí)間范圍來(lái)看，各海關(guān)經(jīng)常進(jìn)出境的NORM 貨物具有一定的穩(wěn)定性，日常輻射監(jiān)管工作中收集足夠多數(shù)量的NORM 報(bào)警信息，如常見(jiàn)天然放射性貨物的品名、重量、峰值計(jì)數(shù)、典型圖像等探測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)于關(guān)員甄別NORM 中是否有其他放射性物質(zhì)夾帶提供有利的數(shù)據(jù)支持。